【文档说明】《【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册》2.4自由落体运动第1课时 讲义.docx，共(8)页，60.975 KB，由管理员店铺上传

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1第二章匀变速直线运动的研究第4节自由落体运动第1课时【素养目标】1.知道物体做自由落体运动的条件.2．通过实验探究自由落体运动加速度的特点，建立重力加速度的概念．知道重力加速度的大小、方向3．掌握自由落体运动的规律，并

能解决相关实际问题4．了解伽利略对自由落体运动的研究方法，领会伽利略的科学思想【必备知识】知识点一、对自由落体运动的研究1．问题发现亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢．矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论．伽利略观点：重物与轻物下落得一样快．2．猜

想与假说伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的加速运动，并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说．3．理想斜面实验(1)如果速度随时间的变化是均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移x与运动所用的时间t的平方成正比，即x∝t2.(2)让小球

从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移x和所用的时间t.(3)斜面倾角一定时，判断x∝t2是否成立．(4)改变小球的质量，判断x∝t2是否成立．(5)将斜面倾角外推到θ＝90°时的情况——小球自由下落，认为小球仍会做匀加速运动，从而

得到了落体运动的规律．4．伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来．他给出了科学研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广

．知识点二、自由落体运动1．自由落体运动(1)定义物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．2（2）条件①初速度为0；②只受重力作用（3）实质初速度为0的匀加速直线运动．自由落体运动是一种理想化模型（4）

这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．实际上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动；当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看做自由落体运动．如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动，空气中

羽毛的下落不能看做自由落体运动．知识点三、自由落体运动的规律1．自由落体加速度(1)定义在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同．这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示．(2)大小在地球上不同的地点，g的大小一般是不同的．一般的计算中，可以取g＝9.

8m/s2或g＝10m/s2.(3)方向竖直向下．2.自由落体运动公式（1）自由落体运动是匀变速直线运动的特例，因此匀变速直线运动规律也适用于自由落体运动．只要将匀变速直线运动公式中的v0换成0，a换成g，x换成h，匀变速直线运动公式就变为自由落体运动公式

．1v＝v0＋at2x＝v0t＋12at23v2－v20＝2ax4v＝vt2＝v0＋v25xn－xn－1＝at2――→v0＝0a→gx→h1v＝gt2h＝12gt23v2＝2gh4v＝vt2＝v25hn－hn－1＝gt2（2）关于自

由落体运动的几个比例关系式①第1T末，第2T末，第3T末，…，第nT末速度之比v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n；②前1T内，前2T内，前3T内，…，前nT内的位移之比h1∶h2∶h3∶…∶hn＝1∶4∶9∶…∶n2；③第1

T内，第2T内，第3T内，…，第nT内的位移之比hⅠ∶hⅡ∶hⅢ∶…∶hN＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)；3④通过第1个h，第2个h，第3个h，…第n个h所用时间之比：t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(2－1)∶(

3－2)∶…∶(n－n－1)．【课堂检测】1.小球甲、乙的质量分别为1kg和3kg，同时从45m高的塔顶自由下落，𝑔取10m/s2，空气阻力不计，下列说法中错误．．的是（）A.小球甲第1秒内下落的距离是5mB.小球甲最后1秒内平均速度是20m/sC.小球乙第2秒内的位移比第1秒内的位移多10m

D.甲、乙两个小球同时落地【答案】B【解析】A．小球甲第1秒内下落的距离是ℎ1=12𝑔𝑡12=12×10×12m=5mA正确，不符合题意；B．两球下落的时间均为𝑡=√2ℎ𝑔=3s小球甲最后1秒内平均速度是𝑣̅=𝑣2+𝑣32=𝑔𝑡2+𝑔𝑡32=10×(2+3)2m/s=2

5m/sB错误，符合题意；C．小球乙第2秒内的位移比第1秒内的位移多𝛥ℎ=𝑔𝑇2=10×12m=10mC正确，不符合题意；D．自由落体运动的加速度与重力大小无关，则甲、乙两个小球同时落地，D正确，不符合题意。故答案为：

B。【分析】小球甲做自由落体运动，利用位移公式可以求出下落的位移；利用小球最后1s内的初末速度可以求出平均速度的大小；利用邻差公式可以求出位移之差的大小；自由落体的加速度与重力的大小无关。2.如图所示，某学习小组

利用直尺测反应时间∶甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手捏住直尺，根据乙手指所在位置计算反应时间。为简化计算，某同学将直尺刻度进行了改进，先把直尺零刻度线朝

向下，以相等时间间隔在直尺的反面标记相对应时间（单位为s）刻度线，制作成了“反应时间测量仪”，下列四幅图中反应时间刻度线标度正确的是（）4A.B.C.D.【答案】D【解析】由题可知，乙同学手的位置在开始时应放在0刻

度处，所以0刻度要在下边；直尺做自由落体运动的位移ℎ=12𝑔𝑡2位移与时间的平方成正比，所以随时间的增大，刻度尺上的间距增大，D符合题意，A、B、C不符合题意；故答案为：D。【分析】根据自由落体运动的位移公式可知位移与时间的平方成正比，以此为依据选择。【素养作业】

1.从某斜塔顶由静止释放一小铁球，经过1s后从同一位置由静止再释放另一质量较大的小铁球，则它们落地之前，两铁球之间的距离将（）A.不断减小B.保持不变C.不断变大D.无法确定【答案】C【解析】设落地前第一个小铁球运动的时间为t，则

第二个小铁球运动的时间为(t－1)s，根据位移时间公式得ℎ1=12𝑔𝑡2，ℎ2=12𝑔(𝑡−1)2则𝛥ℎ=ℎ1−ℎ2=𝑔𝑡−12𝑔所以随着时间的增大，两小铁球间的距离将增大故答案为：C。【分析】小铁球做自由落体运动，应用自由落体运动的位

移时间关系求出两铁球的位移，再求出位移差，然后再分析。2.下列关于重力加速度的说法正确的是（）5A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢B.质量大的物体重力加速度大，质量小的物理重力加速度小C.地球表面各处的重力加速度，随

着纬度的增加而增加D.重力加速度和重力的方向相同，都是指向地心【答案】C【解析】A．重力加速度表示自由下落的物体速度变化的快慢。A不符合题意；B．重力加速度与物体在地球上位置有关，与物体质量无关。B不符合题意；C．由于地球自转的影响，纬度越高，重

力加速度越大。C符合题意；D．重力加速度和重力的方向相同，只有在赤道和两极，才指向地心。D不符合题意。故答案为：C。【分析】因为地球的自转，物体由于受到地面的支持力导致重力和万有引力略有差别，纬度越高，受地球自转的影响越小，重力越来越接近万有引力。3

.一橡皮擦（视为质点）从某同学的手中滑离，滑离时橡皮擦距地面的高度为0.8m，不计空气阻力，取重力加速度大小𝑔=10m/s2，橡皮擦落地时的速度大小为（）A.2m/sB.4m/sC.8m/sD.16m/s【答案】B【解

析】根据v2=2gh可知橡皮擦落地时的速度大小为𝑣=√2𝑔ℎ=√2×10×0.8m/s=4m/s故答案为：B。【分析】根据速度公式𝑣=√2𝑔ℎ计算速度即可。4.下列各图象中，能够描述自由落体运动的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】

解：A、A图表示匀速直线运动，而自由落体运动，A不符合题意；B、B图表示物体静止，而非匀速运动，B不符合题意；C、C图表示初速度为零的匀加速直线运动，C符合题意；D、D图匀速运动，D不符合题意；故答案为：C6【分析】

根据运动规律公式，初速度为零的匀加速直线运动的x-t图像应该是二次函数，v-t图像应该是一条过原点的直线。5.关于自由落体运动下列说法正确的是（）A.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动B.无风晴天时高处下落的树叶做自由落体运动C.物体做自由落体运动位移与时间成正

比D.当地重力加速度为9.8m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8m/s【答案】D【解析】A．自由落体运动的初速度为零，加速度a=g的匀加速直线运动。加速度等于重力加速度的运动不一定是自由落体运动。A不符合题意。B．无风晴天时高处下落的树叶也

受空气阻力的作用，不是自由落体运动，B不符合题意；C．ℎ=12𝑔𝑡2，自由落体运动的位移与下落时间平方成正比，C不符合题意；D．当地重力加速度为9.8m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加𝛥𝑣=𝑎𝛥𝑡=9.8m/s，D符合题意。故答案为：D。【分析】自由落体运动是物体

由静止开始、只在重力作用下的运动；其加速度等于重力加速度；自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，结合位移公式及加速度的定义进行分析即可。6.自由落体演示实验装置如图所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内轻重

不同的物体从顶部下落到底端的过程中，下列说法正确的是（）A.运动时间相同，加速度相同B.运动时间相同，加速度不同C.运动时间不同，加速度相同D.运动时间不同，加速度不同【答案】A7【解析】轻重不同的物体在真空管中，不受阻力，做自由落体运动，所以加速度相同，都为g，高度相同，根据

ℎ=12𝑔𝑡2知运动时间相同，A符合题意，BCD不符合题意｡故答案为：A。【分析】在真空管中，物体被倒置后初速度为零，并且只受重力。满足物体做自由落体运动的条件。所以物体在真空管中讲座自由落体运动。7.长为0.95m的竖直杆下端距离一竖直隧道口为1.2

5m，若这个隧道长为5m，让这根杆自由下落，则它通过隧道的时间为（g=10m/s2）（）A.0.5sB.0.7sC.0.9sD.1.2s【答案】B【解析】竖直杆下端到达隧道口时，根据自由落体运动规律有ℎ=12𝑔𝑡2即1.25=12×10×𝑡12解得𝑡1=0.5

s竖直杆上端出隧道口时，有0.95+1.25+5=12×10×𝑡22解得𝑡2=1.2s所以竖直杆通过隧道的时间为𝑡=𝑡2−𝑡1=0.7s故答案为：B。【分析】细杆做自由落体运动，结合细杆下落的距离利用运

动学公式求解下落的时间。8.为了制止高楼住户向窗外随意丢弃垃圾的陋习，某同学在自家（二楼）窗子上、下边框安装光电探测装置，利用自由落体运动规律推断丢弃垃圾住户的楼层。重力加速度g取10m/s2，每层楼

高3米左右，设他家窗子上、下边框之间的距离为0.9m。某天光电探测装置检测到一下落物件经过该窗口的时间为0.03s，假设丢物住户是从窗口将物件从静止丢下的。估计丢物住户的楼层是（）A.14楼B.17楼C.20楼D.

23楼【答案】B8【解析】设窗户上沿到物体下落点的距离为h，下落时间为t1，则有ℎ=12𝑔𝑡12到窗户下沿则有ℎ+0.9=12𝑔(𝑡1+0.03)2联立可得ℎ=44.56m楼层数约为𝑛=ℎ3=44.563≈15因为该同学家在二楼，所以估计丢物住户的楼层是17

楼.故答案为：B。【分析】利用自由落体的位移公式可以求出楼层的高度，结合每层楼的高度可以求出楼层的层数。